Az orvosi eszközök, különösen a lélegeztetőgépek tervezése és gyártása során kritikus mérnöki feladat annak biztosítása, hogy azok ellenálljanak a szigorú sterilizálási és tisztítási folyamatoknak anélkül, hogy veszélyeztetnék az alapvető alkotóelemük – a lélegeztetőgép motorja – teljesítményét és élettartamát. Mivel a lélegeztetőgépek közvetlenül vagy közvetve érintkeznek a páciens légutaival, a fertőzések elleni védekezési követelmények megfelelnek az orvosi ipar legmagasabb követelményeinek. Ez rendkívül magas követelményeket támaszt nemcsak a motor anyagválasztásával, hanem a tömítési technológiájával szemben is.
Anyagigény: Kémiai korrózióval, magas hőmérséklettel és nagy nyomással szembeni ellenállás
A lélegeztetőgép motorját és perifériás alkatrészeit olyan anyagokból kell készíteni, amelyek kiválóan ellenállnak a különféle agresszív fertőtlenítőszereknek és a sterilizálási környezeteknek.
1. Fertőtlenítőszer-kompatibilitás
A fertőtlenítőszerek széles skáláját gyakran használják az egészségügyi intézményekben, beleértve az alkoholokat (például etanolt és izopropanolt), kvaterner ammóniumvegyületeket, nátrium-hipokloritot és hidrogén-peroxidot. Ezek a kémiai reagensek különböző fokú korrozív hatásúak.
Polimer anyagok: A motorházaknak, a csatlakozóknak és a kábelköpeny anyagoknak (például polikarbonátnak és bizonyos műszaki műanyagoknak) ellenállniuk kell az e vegyszerek okozta feszültségrepedésnek, lágyulásnak vagy elszíneződésnek. A kémiai tehetetlenség elsődleges szempont.
Fémes anyagok: Az olyan alkatrészekhez, mint a tengelyek, karimák és kötőelemek, rozsdamentes acél, jellemzően orvosi minőségű 316L vagy más erősen korrózióálló ötvözet szükséges, hogy megakadályozzák a fertőtlenítőszer-maradványok vagy a magas páratartalom által okozott oxidációt és lyukkorróziót.
2. Rendkívüli ellenállás a sterilizálási környezetekkel szemben
A különböző sterilizációs módszerek eltérő követelményeket támasztanak a motoros anyagokkal szemben.
Autoklávozás: Ez az egyik legelterjedtebb sterilizációs módszer, amely magas hőmérsékletet (általában 121°C vagy 134°C) és magas nyomást foglal magában. A motorokban lévő mágneses anyagoknak (például az állandó mágneseknek) biztosítaniuk kell, hogy mágneses tulajdonságaik ne romoljanak jelentősen nagy hő hatására. Ezenkívül a szigetelőanyagok (mint például a zománcozott huzalszigetelés és az állórész résszigetelő papírja) nagy hőstabilitást igényelnek, hogy megakadályozzák a karbonizálódást és a meghibásodást.
Alacsony hőmérsékletű sterilizálás: Hőérzékeny alkatrészek esetén etilén-oxid (EO) vagy hidrogén-peroxid plazma használható a sterilizáláshoz. Ezekhez a módszerekhez jó gázáteresztő képességű és plazmaállóságú anyagokra van szükség, hogy biztosítsák a sterilizáló hatásosságát anélkül, hogy káros maradványokat hagyna maga után.
Tömítési követelmények: Folyadék- és gőzbehatolás megelőzése
A tömítés kialakítása a ventilátor motor kulcsfontosságú ahhoz, hogy túlélje a tisztítási és sterilizálási folyamatokat. Bármilyen folyadék vagy gőz behatolása a motorba katasztrofális meghibásodást okozhat.
1. Behatolás elleni védelem (IP minősítés)
A modern orvosi motorok általában magas IP-besorolást igényelnek, például IP66 vagy IP67.
Víz- és porállóság: Az IP66 azt jelenti, hogy a motor teljesen védett a por behatolásával szemben, és bármilyen irányból ellenáll az erős vízsugaraknak. Ez döntő fontosságú a nagynyomású mosásnál és tisztításnál.
Merülésvédelem: Az IP67 továbbá megköveteli, hogy a motor ellenálljon a rövid távú bemerítésnek, így biztosítva, hogy a tisztítási műveletek során véletlenül víztartályba ejtve vagy nagy mennyiségű folyadékkal ellepve is működőképes maradjon.
2. A kritikus tömítési pontok műszaki megvalósítása
A magas szintű tömítés elérése a precíz műszaki tervezésen és a kiváló minőségű tömítéseken múlik.
Tengelytömítés: A motor forgórészének tengelye a leginkább érzékeny a folyadék behatolására. Speciális olajtömítések vagy labirintustömítések szükségesek. Az ezekben a tömítésekben használt elasztomer anyagoknak (például a nagy teljesítményű fluor-elasztomernek (FKM) vagy a perfluor-elasztomernek (FFKM)) ellenállniuk kell a magas hőmérsékletnek és a kémiai oldószereknek, és kiváló alakváltozás-visszanyerést kell mutatniuk, hogy biztosítsák a tömítési nyomás fenntartását még hosszan tartó használat és ismételt sterilizálás után is.
Háztömítés: O-gyűrűket vagy tömítéseket kell használni a statikus tömítéshez a motorház illesztéseinél, valamint a végburkolat és a motorház közötti csatlakozásnál. Ezen tömítések kiválasztásánál szigorú anyagkompatibilitási és hőstabilitási kritériumokat is be kell tartani.
Kábelbevezetések: A táp- és jelkábelek kimeneti pontjait alaposan le kell zárni tömszelencékkel vagy tömítési technológiával, hogy megakadályozzák a folyadékok behatolását a motorba a vezetékek és a köpeny közötti apró réseken keresztül. Az edénykeveréknek jó tapadással és dielektromos szilárdsággal kell rendelkeznie.
